I CONCEPTOS INTRODUCTORIOS

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<p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>Ubicacin de la asignatura</p> <p>L</p> <p>a Fsica constituye un pilar en la estructura de la ciencia actual. La comprensin de conceptos y procesos fsicos es la base para el entendimiento de gran parte del mundo que nos rodea. Adems la aplicacin de estos conocimientos en nuestro entorno nos conduce a un desarrollo sustentable y sostenido que contribuye a una realidad de bienestar social y econmico a corto plazo, es decir, inmediato. La presencia y existencia actual depende de las condiciones del medio ambiente. Relaciona la sociedad presente con la situacin econmica, poltica, el nivel de desarrollo de la ciencia y tecnologa que determina la vida en ese momento. Con las necesidades de la generacin actual sin sacrificar la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer sus propias necesidades, el aspecto ms conocido de lo sustentable es el respeto y la preservacin del medio ambiente, pero de hecho existen tres reas del desarrollo sustentable a las cuales nos referimos con tres pilares y son: Sustentable Ambiental: Significa preservar y enriquecer el ecosistema local y global, evaluando y mejorando el impacto de los fenmenos naturales que se estudian en Fsica para entender y mejorar el medio ambiente.</p> <p>Sustentable Social: Requiere de un desarrollo que mejore la salud y el bienestar de una comunidad y regin, dando oportunidades de mejorar el trabajo y promoviendo el, crecimiento personal, educacin, salud y aprendizaje de por vida.</p> <p>Sustentable Econmica: Significa que un desarrollo rentable debido a prcticas claras de los usos de los recursos naturales con conocimiento y aplicacin en el entorno, con beneficios de mejorar resultados apreciables gracias a la implementacin de polticas estratgicas de sustentabilidad tales como conservacin de agua y energa.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>1</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>El desarrollo tecnolgico y las consecuencias que de l derivan estn estrechamente relacionados con el avance del estudio de los fenmenos fsicos. Estos avances han sido posibles debido a la cuantificacin y medicin de la magnitud de los hechos comprobados. El conocimiento de la Fsica es esencial para comprender nuestro mundo, ya que ninguna otra ciencia ha intervenido en forma tan activa para revelarnos las causas y los efectos de los hechos naturales.</p> <p>Relacin interdisciplinaria</p> <p>E</p> <p>l trmino Fsica proviene del vocablo griego physike que significa naturaleza. Cuando escuchamos sta palabra vienen a nuestra mente imgenes de plantas, ros, rboles, animales y en algunas ocasiones lo que el hombre ha transformado de ella; es decir, naturaleza es todo lo que nos rodea. La naturaleza integra el campo de estudio de la Fsica por lo que decimos: FSICA Es la ciencia que estudia la materia, la energa y sus interrelaciones, en funcin del tiempo y espacio. El objetivo de la Fsica es descubrir y estudiar las leyes que rigen los fenmenos fsicos de la naturaleza para emplearlas en beneficio de la humanidad. Por excelencia se considera la ciencia del razonamiento y la medicin. Para entender los fenmenos que ocurren en la naturaleza, Fsica se relaciona con otras ciencias, como: Ciencia Matemticas: Qumica: Geologa: Biologa: Astronoma: Mineraloga: Estudia: Los nmeros y las figuras La composicin de la materia La estructura y transformaciones de la Tierra La vida y sus manifestaciones Los cuerpos celestes Los minerales 2</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p> Meteorologa: Geografa:</p> <p>Los fenmenos atmosfricos La superficie terrestre</p> <p>Su relacin se establece de la siguiente manera: Las Matemticas permiten cuantificar los diversos fenmenos fsicos que ocurren en la naturaleza. La Qumica explica con leyes fsicas las interacciones moleculares de la materia. La Geologa aplica leyes fsicas para comprender la estructura, evolucin y transformacin de la Tierra. La Biologa aplica leyes fsicas para explicar la vida orgnica. La Astronoma aplica leyes de ptica para desarrollar sus observaciones. La Mineraloga aplica la Fsica a las estructuras atmicas de la materia. La Meteorologa aplica conceptos de presin y temperatura. La Geografa aplica leyes fsicas en la descripcin de la Tierra y los cambios en la superficie.CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>3</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>Por lo tanto, todas estas ciencias aplican leyes y mtodos fsicos lo que ha permitido su avance y desarrollo, as como tambin la creacin de nuevos campos de estudio en las llamadas ciencias intermedias como: Fisicoqumica Biofsica Geofsica Astrofsica Fenmenos naturales</p> <p>E</p> <p>n el presente siglo se han realizado rpidos avances cientficos y tecnolgicos, por ejemplo en los medios de comunicacin con el uso de computadoras, televisin, antena parablica, telfono celular, correo electrnico, etc. y en el transporte con los vuelos espaciales. Esto ha sido posible gracias a los conocimientos que se han adquiridos de todas las ciencias.</p> <p>Viajes Espaciales</p> <p>La naturaleza est formada por materia y energa en constante cambio y se conoce como fenmeno natural el cual puede ser fsico o qumico. Un fenmeno fsico se caracteriza porque no cambia la composicin qumica de la materia. Por ejemplo el movimiento de los cuerpos, los cambios de estado de la materia, las tormentas con rayos y truenos, la formacin de imgenes, etc.</p> <p>.</p> <p>volcanes</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>4</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>Un fenmeno qumico se caracteriza porque se producen cambios en la composicin de la materia. Por ejemplo la combustin de los materiales, la fotosntesis de las plantas, la digestin de los alimentos, etc.</p> <p>Tecnologa y sociedad</p> <p>L</p> <p>a ciencia, la tecnologa y sociedad son diferentes. La ciencia es un mtodo para responder preguntas tericas; la tecnologa es un mtodo para resolver problemas prcticos y la sociedad un grupo de personas que necesitamos de ambas para tener una calidad de vida mejor. La ciencia se ocupa de descubrir hechos y relaciones entre fenmenos observables en la naturaleza y de establecer teoras que organizan y dan sentido a estos hechos y relaciones. La tecnologa tiene que ver con herramientas, tcnicas y procedimientos para aplicar los descubrimientos de la ciencia. La ciencia y la tecnologa son empresas humanas, aunque de distinta manera. Para decidir en que problema van a trabajar, los cientficos se guan por sus propios intereses, y en ocasiones por el deseo de ayudar a otras personas o a servir a su pas. En la mayor parte de los casos lo que impulsa a los cientficos es la curiosidad, la simple necesidad de saber. Los tecnlogos se proponen especficamente proyectar, crear o construir algo destinado al uso y disfrute por parte de los seres humanos, en muchos casos para una vida humana mejor. No obstante, ciertas tecnologas pueden tener efectos secundarios adversos o crear otros problemas que es preciso resolver. Aunque la tecnologa procede de la ciencia, se debe juzgar en funcin de sus efectos en la vida humana.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>5</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>La ciencia es el complemento de la tecnologa.</p> <p>Todos conocemos los abusos de la tecnologa, muchas personas culpan a la tecnologa misma por la contaminacin generalizada, el agotamiento de los recursos e incluso de la decadencia social. La culpa que se atribuye a la tecnologa suele opacar su potencial. Ese potencial es un mundo ms limpio y ms saludable. Es mucho ms sensato combatir los peligros de la tecnologa con el conocimiento y no con la ignorancia. Las aplicaciones sabias de la ciencia y la tecnologa pueden darnos un mundo mejor. Los seres humanos tenemos ahora una gran influencia en el delicado equilibrio de la naturaleza. Ese poder viene acompaado de la responsabilidad de conservar ese equilibrio y, para hacerlo, debemos entender las reglas bsicas de la naturaleza.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>6</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>Sistemas fsicos</p> <p>L.</p> <p>as cantidades fsicas se cuantifican en unidades de medida. Las unidades de medida se relacionan convenientemente dando lugar a los sistemas de unidades.</p> <p>UNIDAD DE MEDIDA Es una medida estndar o patrn que tiene un valor fijo y reproducible para tomar medidas exactas.</p> <p>SISTEMA DE UNIDADES Conjunto unificado y coherente de unidades de medida, formado por unidades fundamentales y derivadas. Los sistemas de unidades se clasifican de acuerdo a sus unidades fundamentales en: absolutos y gravitacionales.</p> <p>m.k.s (metro, kilogramo, segundo) Mtrico c.g.s (centmetro, gramo, segundo) Absolutos Ingles</p> <p>Gravitacionales</p> <p>m.kgf.s (metro, kilogramo- fuerza, segundo) c.gf.s. (Centmetro, gramo-fuerza, segundo) Ingles</p> <p>Algunos sistemas desaparecieron y continuaron en uso el Sistema Ingles (gravitacional), utilizado en Estados Unidos, Inglaterra y Australia y el mtrico (absoluto) empleado en el resto del mundo.</p> <p>Sistema Mtrico creado en Francia en 1791, fue utilizado por los cientficos de todo el mundo. Sus cantidades fundamentales son longitud, masa y tiempo. El sistema mtrico se ramifica en dos sistemas de unidades el m.k.s y el c.g.s.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>7</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>Sistema Ingls desarrollado en Inglaterra, los pases de habla inglesa lo aplican para fines comerciales y de ingeniera. Sus cantidades fundamentales son longitud, fuerza o peso y tiempo. Uno de los principales inconvenientes de este sistema es que slo puede emplearse en mecnica y termodinmica y no existe un sistema ingles de unidades elctricas.</p> <p>En la tabla siguiente se presentan las cantidades fundamentales de dichos sistemas y sus unidades de medida. Cantidades Fundamentales Longitud Masa Tiempo Sistema mtrico m.k.s. c.g.s. metro centmetro (m) (cm) kilogramo (kg) segundo (s) gramo (g) segundo (s) Cantidades Fundamentales Longitud Fuerza o peso Tiempo Sistema Ingles pie (ft) libra (lb) segundo (s)</p> <p>El desarrollo de la ciencia, el comercio y la cooperacin internacional, ha llevado a la necesidad de contar con un sistema universal de unidades de medida. As en 1960 durante la XI Conferencia Internacional sobre pesas y medidas, celebrada en Pars, se adopt, una forma revisada y complementada del sistema m.k.s para uso internacional; este sistema se conoce oficialmente como Sistema Internacional (SI) la abreviatura SI proviene del nombre en francs Systme International . Su uso ha sido legalizado en casi todas las naciones. Actualmente los pases de habla inglesa se encuentran en periodo de cambio hacia estas unidades. Para conformar el Sistema Internacional se seleccionaron siete cantidades fundamentales que son: longitud, masa, tiempo corriente elctrica, temperatura termodinmica, cantidad de sustancia e intensidad luminosa. Una vez determinadas estas cantidades definieron la unidad de medida o patrn de cada una de ellas.</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>8</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>UNIDADES FUNDAMENTALES DEL SISTEMA INTERNACIONAL</p> <p>Unidad fundamental Cantidad fundamental Longitud Masa Tiempo Corriente elctrica Temperatura, termodinmica Cantidad de sustancia Intensidad luminosa Nombre metro kilogramo segundo ampere kelvin mol candela Smbolo m kg s A K mol cd</p> <p>Este es un sistema perfectamente coherente, es decir hasta ahora no se ha descubierto ninguna cantidad fsica que no pueda ser expresada en trminos de estas siete cantidades fundamentales. Las unidades de medida se definieron cientficamente de manera que tienen un valor fijo y pueden reproducirse en cualquier lugar con gran precisin. De acuerdo al desarrollo de la ciencia dichas definiciones se actualizan continuamente. En el presente se expresan mediante constantes atmicas, ya que estn disponibles en todas partes, son invariables y se pueden reproducir en cualquier laboratorio. Las cantidades derivadas del Sistema Internacional que se usarn en este curso se obtienen de las cantidades fundamentales de: longitud, masa y tiempo.</p> <p>Longitud</p> <p>Masa</p> <p>Tiempo 9</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>En la siguiente tabla se indican las unidades de medida de las cantidades fsicas del Sistema Internacional que utilizaremos en el estudio de Fsica.</p> <p>SISTEMA INTERNACIONAL</p> <p>Cantidad Fsica</p> <p>Unidad de medida Smbolo metro m</p> <p>Longitud</p> <p>Masa</p> <p>kilogramo</p> <p>kg</p> <p>Tiempo rea superficie</p> <p>segundo metro cuadrado</p> <p>s m2</p> <p>Volumen</p> <p>metro cbico</p> <p>m</p> <p>3</p> <p>Velocidad</p> <p>metro por segundo</p> <p>m s m s2 kg m s2</p> <p>Aceleracin</p> <p>metro por segundo al cuadrado</p> <p>Fuerza</p> <p>newton</p> <p>N=</p> <p>Cantidades fundamentales Cantidades derivadas</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>10</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>MLTIPLOS Y SUBMLTIPLOS DE UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL Algunas unidades resultan demasiado grandes para el uso habitual y otras muy pequeas. Para resolver esta problemtica la Conferencia General de Pesas y Medidas adopt los prefijos desarrollados para el Sistema Mtrico, al Sistema Internacional. Estos prefijos pueden agregarse tanto a unidades fundamentales como a derivadas para aumentar o disminuir su cuanta. En la siguiente tabla se presentan los prefijos ms usuales. PREFIJOS DEL SISTEMA INTERNACIONAL Prefijo Tera giga Multiplos mega kilo hecto deca deci centi Submultuplos mili micro nano pico femto Smbolo T G M k h da d c m n p f Equivale a 1 000 000 000 000 =1012 un billn 1 000 000 000 = 109 mil millones 1 000 000 = 106 un milln 1 000 = 103 mil 100 =102 cien 10 = 101 diez 0.1 = 10-1 un dcimo 0.01 = 10-2 un centsimo 0.001 = 10-3 un milsimo 0.000001 = 10-6 un millonsimo 0.000000001 = 10-9 un mil millonsimo 0.000000000001 = 10-12 un billonsimo 0.000000000000001 = 10-15 un mil billonsimo Ejemplo 1 terametro (Tm) 1012 m 1 gigametro (Gm) 109 m 1 megametro (Mm) 106 m 1 Kilmetro (km) 103 m 1 hectmetro (hm) 102 m 1 decmetro (dam) 10 m 1 decmetro (dm) 10-1 m 1 centmetro (cm) 10-2 m 1 milmetro (mm) 10-3 m 1 micrmetro (m) 10-6 m 1 nanometro (nm) 10-9 m 1 picometro (pm) 10-12 m 1 femtometro (fm) 10-15 m</p> <p>CONCEPTOS INTRODUCTORIOS</p> <p>11</p> <p>LA FISICA EN NUESTRO ENTORNO</p> <p>D.G.E.T.I.</p> <p>Los mltiplos y submltiplos de las unidades se forman anteponiendo al nombre de estas, los prefijos correspondientes con excepcin de los nombres de los mltiplos y submltiplos de la unidad de masa en los cuales los prefijos se antepondrn a la palabra gramo. Por ejemplo: dag decagramo mg. miligramo Los smbolos de los prefijos deben colocarse sin espacio entre el smbolo del prefijo y el smbolo de la unidad. Por ejemplo: mN y no m N Los prefijos compuestos deben evitarse Por ejemplo: 1 nm pero no 1 mm Debido al uso popular tan extendido o bien a las necesidades de algunos campos especializados de la investigacin cientfica, en particular de la Fsica terica, pueden existir motivos serios. Debido al uso popular tan extendido o bien a las necesidades de algunos campos especializados de la investigacin cientfica, en particular de la Fsica terica, pueden...</p>